Stringtheorie

Die Stringtheorie ist eine aussichtsreiche Lösung für ein tiefgreifendes Problem: wie verhält sich die alltägliche Gravitation bei geringen Abständen, in denen sich die Phänomene der Quantenphysik bemerkbar machen?

Im grundlegenden Ansatz der Stringtheorie sind die fundamentalen Objekte der Physik keine Punktteilchen mehr, sondern eindimensionale Objekte, so genannte Strings (englisch für Saiten). Es hat sich gezeigt, dass sich die Strings durch eine zehndimensionale Raum-Zeit bewegen und dort supersymmetrisch sein müssen. Diese Annahme hat viele Konsequenzen, zum Beispiel, dass neben den Strings auch höher-dimensionale Objekte, so genannte D-Branen, vorhanden sind.

Eine zentrale Frage ist, wie sich unsere gewohnte vierdimensionale Raumzeit mit der uns bekannten Physik aus dieser höherdimensionalen Theorie ableiten lässt.

In diesem Zusammenhang beschäftigt sich die Stringtheorie-Gruppe am MPP mit verschiedenen Kompaktifizierungsszenarien. Dabei untersuchen unsere Theoretiker*innen auch, welche Auswirkungen diese für die Teilchenphysik und die Kosmologie haben. Außerdem erforschen wir allgemeine Eigenschaften von Quantengravitation und Stringtheorie im Rahmen des Swampland-Programms. Darin geht es unter anderem um die Frage, welche Quantenfeldtheorien bei niedrigen Energien eine konsistente Einbettung in die Stringtheorie bzw. bei hohen Energien in die Quantengravitation erlauben - und für welche Quantenfeldtheorien dies nicht der Fall ist. Letztere gehören dann zum sogenannten Swampland.

Sie studieren außerdem die Quanteneigenschaften von schwarzen Löchern und die Struktur von Quantenstreuprozessen in der Quantenfeldtheorie und Quantengravitation. Weitere Schwerpunkte sind die mathematischen Eigenschaften von Kompaktifizierungen und insbesondere nicht-assoziative Algebren.